A recente legislação proposta pelo estado de Nova York, nos Estados Unidos, para proibir a venda de negro de fumo em dois anos, aborda o que é o negro de fumo, por que seu uso deve ser restringido, sua aplicação na indústria gráfica e em outros setores, como é produzido, seu potencial impacto ambiental e a viabilidade de alternativas.
Ao longo do tempo, as pessoas desenvolveram diversos métodos para produzir negro de fumo, com base em seu nível tecnológico e nas condições geográficas disponíveis. O processo de produção de negro de fumo em forno é atualmente o mais eficiente e amplamente utilizado, mas também abordaremos outros processos.
Processo preto do forno
Este processo utiliza hidrocarbonetos provenientes do petróleo e do gás natural como matéria-prima para produzir a maior parte do negro de fumo mundial. As matérias-primas são injetadas no reator para decomposição térmica. No entanto, elas queimam apenas parcialmente em ambientes com temperatura e oxigênio controlados. Nessa reação controlada, partículas de negro de fumo são geradas e coletadas. Nos sistemas de reatores atuais, o tratamento de superfície pode ser aplicado durante a geração de pigmentos para melhorar o desempenho em aplicações específicas (como dispersão de pigmentos e fabricação de tintas).
O negro de fumo é um pó aglomerado, com partículas primárias de tamanho variando de 10 a 80 nm. Para facilitar o processamento, o pó pode ser comprimido em partículas. Além da modificação do tratamento superficial, as condições do processo também podem ser alteradas para controlar características como estrutura e área superficial.

pirólise catalítica
O processo de craqueamento térmico do negro de fumo requer o bombeamento de gás natural para um forno de pré-aquecimento em condições inertes. O gás então se decompõe em negro de fumo e hidrogênio. Em condições anaeróbicas, o negro de fumo gerado se forma lentamente, e as partículas resultantes são geralmente muito puras. Comparadas ao negro de fumo convencional, as partículas apresentam tamanho maior e estrutura menos refinada. Este processo utiliza um par de fornos. Enquanto um forno é pré-aquecido, o outro decompõe o gás natural em negro de fumo. O hidrogênio gerado durante o processo de decomposição pode ser utilizado para pré-aquecer o segundo forno, produzindo assim o próximo lote de produtos neste processo descontínuo.

Processo de negro de fumo (processo Degussa)
O processo de produção de negro de fumo gasoso foi desenvolvido na Europa utilizando frações de alcatrão de hulha. O óleo é aquecido até evaporar. O óleo evaporado puro é transportado para a câmara de combustão através de um gás de arraste rico em hidrogênio. Devido à presença de oxigênio, a superfície do negro de fumo resultante apresenta um alto grau de funcionalidade, composta por grupos funcionais oxigenados. Este processo permite a produção de negro de fumo de alta pureza e com partículas de tamanho reduzido. Assim como o negro de fumo de forno, as características do negro de fumo gasoso o tornam uma escolha ideal para tintas e revestimentos.

Outros processos históricos para a produção de negro de fumo incluem o negro de fumo de lâmpada, o negro de fumo de ranhura e o negro de acetileno. Se você quiser produzir negro de fumo por conta própria, é muito simples. Coloque uma panela com água fria sobre a vela, mas dentro da chama alaranjada. Parte da cera queimada se acumulará no fundo da panela, formando o negro de fumo. Basicamente, se você acende velas, faz churrasco, queima incenso ou usa velas de capim-limão para repelir mosquitos, você está produzindo negro de fumo.

questões regulatórias
Quando falamos sobre questões regulatórias relacionadas ao negro de fumo, o primeiro passo é fazer uma distinção crucial. Estamos falando do negro de fumo em pó seco como pigmento, ou nos referimos ao negro de fumo presente em filmes de tinta seca? Vamos primeiro analisar o negro de fumo em pó recebido pelos fabricantes de tinta.
Riscos para a saúde
O maior perigo oculto do negro de fumo é que, se não for manuseado corretamente, pode causar explosões de poeira. Se a concentração de poeira gerada exceder 50 gramas por metro cúbico, existe o risco de explosão ou combustão na presença de uma fonte de ignição. Contanto que o gerenciamento seja feito adequadamente e as fontes de ignição sejam cuidadosamente eliminadas, esse risco pode ser minimizado.
A segunda questão é a inalação. As partículas do pigmento negro de fumo são muito pequenas e, se não estiverem cobertas, dispersam-se facilmente. A inalação de curto prazo do pó de negro de fumo pode causar irritação e desconforto nas vias respiratórias superiores, podendo provocar tosse e chiado no peito. No entanto, não há evidências que sugiram que o contato agudo possa ser fatal.
A inalação prolongada de negro de fumo em animais pode levar à sobrecarga pulmonar e inflamação. Embora a inflamação possa causar efeitos genotóxicos, o negro de fumo em si não é considerado mutagênico. Além disso, esses resultados são semelhantes aos de outros estudos sobre partículas inorgânicas insolúveis em ensaios de inalação. Devido à exposição prolongada ao negro de fumo e outras partículas insolúveis, que leva à diminuição da capacidade pulmonar, recomenda-se sempre o uso de equipamentos de proteção individual (EPI) e a manutenção de bons hábitos de saúde ocupacional ao manusear pó de negro de fumo.
O negro de fumo não irrita os olhos nem a pele. No entanto, pode causar irritação mecânica e, assim como outros pós, pode ressecar a pele.
A Agência Internacional de Pesquisa sobre o Câncer (IARC) classifica o negro de fumo em pó como um carcinógeno do Grupo 2B. A Associação Internacional de Negro de Fumo acredita que a base para essa classificação reside no fato de que ratos de laboratório são particularmente sensíveis à inalação de altas doses de partículas de baixa solubilidade. Não há evidências suficientes para comprovar a associação entre o negro de fumo e o câncer de pulmão em humanos. A Conferência Americana de Higienistas Industriais Governamentais (ACGIH), uma organização sem fins lucrativos, concluiu que o negro de fumo é um carcinógeno animal comprovado, mas sua associação com humanos ainda não está clara.
Uma vez que o negro de fumo é incorporado à tinta ou ao verniz, todos os riscos associados ao seu uso como partículas insolúveis são eliminados. Essa é uma diferença importante, e o projeto de lei do Senado parece ignorá-la, referindo-se erroneamente ao negro de fumo como uma substância tóxica. George Fuchs, Diretor de Assuntos Regulatórios e Tecnologia da NAPIM, afirmou: “Estamos muito preocupados com isso e unimos forças com diversas organizações industriais e empresariais para nos opormos a essa legislação irrefletida e contraproducente”.
efeito ambiental
Estima-se que, durante a produção de mais de 15 milhões de toneladas de negro de fumo, sejam emitidas entre 29 e 79 milhões de toneladas métricas de dióxido de carbono. Se o hidrogênio for utilizado em vez do gás natural, é possível reduzir a pegada de carbono em 19%. Outros impactos ambientais potenciais incluem a liberação de monóxido de carbono.

Como já discutimos, os pigmentos de negro de fumo são feitos principalmente de frações de petróleo. O negro de fumo é produzido a partir de materiais residuais, como pneus, e algumas empresas estão atualmente utilizando recursos renováveis ​​para produzi-lo. A Living Ink produz negro de fumo a partir de resíduos de biomassa por meio de um processo com emissão negativa de carbono. Eles aprimoraram o processo de produção de tintas para serigrafia, impressão offset e flexografia. Em um futuro próximo, provavelmente veremos produtos com qualidade para impressão a jato de tinta. Assim como o negro de fumo tradicional, os pigmentos de negro de fumo derivados de biomassa são produzidos por combustão em ambientes anaeróbicos. Infelizmente, essas formas renováveis ​​de negro de fumo também serão proibidas por propostas de legislação estadual.

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